学生版 第十四讲 电磁感应(定稿)

2024年教科版物理九年级下册全册教案教学内容：本教案基于2024年教科版物理九年级下册全册，具体章节内容如下：第十四章《电磁现象》：14.1电流的磁场，14.2电磁感应，14.3电容器与电容，14.4电动力学基础。

第十五章《现代物理学初步》：15.1量子论，15.2相对论，15.3原子核物理。

教学目标：1. 理解电磁现象的基本原理，掌握电流的磁场、电磁感应等现象。

2. 了解现代物理学的基本概念，如量子论、相对论等，并初步掌握其应用。

3. 培养学生的科学思维和创新能力，提高解决实际问题的能力。

教学难点与重点：难点：电磁感应现象的理解，现代物理学概念的应用。

重点：电流的磁场，电磁感应，量子论，相对论。

教具与学具准备：磁场演示器、电磁感应实验装置、电容器、示波器等。

学生分组实验材料：导线、电流表、磁铁、电池等。

教学过程：1. 实践情景引入：利用磁场演示器展示磁铁周围磁场的分布，引导学生观察并思考磁与电之间的关系。

2. 教学内容讲解：（1）讲解电流的磁场，通过实验演示奥斯特实验，引导学生理解电流产生磁场的基本原理。

（2）介绍电磁感应现象，讲解法拉第电磁感应定律，并进行实验验证。

（3）阐述电容器与电容的概念，讲解电容器的工作原理及应用。

（4）介绍电动力学基础，如洛伦兹力、安培定律等。

（5）讲解量子论、相对论、原子核物理等现代物理学概念，结合实际应用进行说明。

3. 例题讲解：结合教材例题，讲解电磁现象及现代物理学相关问题的解题方法。

4. 随堂练习：设计具有代表性的练习题，让学生当堂完成，巩固所学知识。

板书设计：板书分为两部分：左侧为教学内容提纲，右侧为解题步骤及关键公式。

作业设计：1. 作业题目：（1）计算题：根据电磁感应定律，求解导体在磁场中运动产生的感应电动势。

（2）分析题：阐述量子论和相对论在现代科技发展中的应用。

答案：见附录。

课后反思及拓展延伸：2. 拓展延伸：鼓励学生阅读现代物理学相关科普读物，了解物理学发展前沿。

电磁感应现象 第十四单元 电磁感应一. 本周教学内容第十四单元 电磁感应二. 知识结构⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧∆∆=∆∆==第电磁感应定律感应电动势的计算法拉右手定则、楞次定律感应电流方向的判断：规律通过线圈的电流变化穿过线圈的磁通量变化部分导体切割磁感线产生感应电流的条件概念：电磁感应t I L E t n E BLv E ϕ 三. 1. 磁通量（1（2向的投影）* 感线的净条数，21φφφ-=（3）磁通量的变化其数值等于初、末状态穿过某个平面磁通量的差值。

12φφφ-=∆2. 电磁感应现象（1）产生感应电流的条件只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化，0≠∆φ，闭合电路中就有感应电流产生。

（2）引起磁通量变化的常见情况① 闭合回路的部分导线做切割磁感线运动，导致φ变。

② 线圈在磁场中转动，导致φ变。

③ 磁感应强度B 的变化，导致φ变。

（3）产生感应电动势的条件无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。

* 产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

电磁感应现象的实质是产生感应电动势。

如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。

3. 感应电流方向的判定（1）右手定则（2）楞次定律① 内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流产生的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

② 楞次定律是普遍规律，适用于一切电磁感应现象。

楞次定律实质是能量转化与守恒定律的一种具体表现形式。

* 应用楞次定律要分清产生感应电流的“原磁场”与感应电流的磁场，当原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，当原磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。

（二）法拉第电磁感应定律及应用1. 感应电动势（1）定义：在电磁感应现象中产生的电动势（2）理解：① 产生感应电动势有两种情况a. 导体在磁场中作切割磁感线运动，由于克服电磁力作用，而产生的感应电动势。

2024年教科版九年级下册物理教案全册一、教学内容1. 第十四章《电磁现象》：第1节电流的磁效应，第2节电磁感应，第3节磁场对电流的作用。

2. 第十五章《电与磁》：第1节磁体与磁场，第2节电流的磁效应，第3节电磁感应，第4节磁现象的应用。

二、教学目标1. 让学生掌握电磁现象的基本原理，了解电流、磁场、电磁感应等概念。

2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高实践操作技能。

3. 培养学生的科学思维，激发学生对物理学科的兴趣。

三、教学难点与重点1. 教学难点：电磁感应现象的理解，磁场对电流的作用。

2. 教学重点：电流的磁效应，电磁感应现象及其应用。

四、教具与学具准备1. 教具：电流表、电压表、磁铁、导线、电动机、电磁铁等。

2. 学具：学生分组实验器材，包括电流表、电压表、磁铁、导线、电动机、电磁铁等。

五、教学过程1. 引入：通过展示磁铁吸引铁钉的实验，引入磁场的概念。

2. 新课导入：讲解电流的磁效应，引导学生学习磁场对电流的作用。

3. 例题讲解：讲解电磁感应现象，结合实际应用进行讲解。

4. 随堂练习：让学生分组进行实验，观察磁场对电流的作用，并解答相关问题。

5. 知识拓展：介绍磁现象在生活中的应用，如电动机、发电机等。

7. 课堂反馈：对学生进行课堂提问，了解学生对知识的掌握情况。

六、板书设计1. 第十四章《电磁现象》：第1节：电流的磁效应第2节：电磁感应第3节：磁场对电流的作用2. 第十五章《电与磁》：第1节：磁体与磁场第2节：电流的磁效应第3节：电磁感应第4节：磁现象的应用七、作业设计1. 作业题目：解释电流的磁效应原理。

举例说明电磁感应现象在生活中的应用。

计算磁场对电流的作用力大小。

2. 答案：电流的磁效应：当电流通过导线时，周围会产生磁场，磁场方向与电流方向有关。

电磁感应现象应用：发电机、变压器等。

磁场对电流的作用力计算公式：F = BIL（其中F为作用力，B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度）。

高中物理电磁感应讲义Revised on November 25, 2020高中物理电磁感应讲义一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流 .（1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。

（2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。

二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件：闭合电路．．．．中磁通量发生变化．．．．．．．。

2、产生感应电流的方法 . （1）磁铁运动。

（2）闭合电路一部分运动。

（3）磁场强度B 变化或有效面积S 变化。

注：第（1）（2）种方法产生的电流叫“动生电流”，第（3）种方法产生的电流叫“感生电流”。

不管是动生电流还是感生电流，我们都统称为“感应电流”。

3、对“磁通量变化”需注意的两点 .（1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。

（2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。

导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。

4、分析是否产生感应电流的思路方法 .（1）判断是否产生感应电流，关键是抓住两个条件：① 回路是闭合导体回路。

② 穿过闭合回路的磁通量发生变化。

注意：第②点强调的是磁通量“变化”，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么不论低通量有多大，也不会产生感应电流。

（2）分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①穿过闭合回路的磁场的磁感应强度B发生变化。

②闭合回路的面积S发生变化。

③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化。

三、感应电流的方向1、楞次定律.（1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

①凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的增加。

②凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场阻碍原来磁通量的减少。

（2）楞次定律的因果关系：闭合导体电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果，简要地说，只有当闭合电路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。

第十四章 大学物理辅导 电磁感应～71～ 第十四章 电磁感应一、教学安排与教学目的 1、教学安排 本章的教学安排，按讲授顺序有以下四个方面： （1）电磁感应的基本规律—法拉第定律和楞次定律； （2）动生电动势和感生电动势，涡旋电场； （3）自感现象和互感现象； （4）涡电流和磁场的能量。

2、教学目的 本章的教学目的有两点： （1）使学生确切理解法拉第定律和楞次定律，掌握法拉第定律的数学表示式； （2）使学生掌握动生电动势和感生电动势的计算方法。

二、教学要求 1、确切理解法拉第定律，能正确理解感应电动势的“方向”，能根据定律用微商方法求感应电动势； 2、正确理解楞次定律，并能灵活应用它正确判断感应电流（或感应电动势）的方向； 3、明确产生动生电动势的非静电力是洛仑兹力，掌握动生电动势的计算公式； 4、正确理解引起感生电动势的原因—涡旋电场。

明确它是由变化的磁场产生的，明确它与静电场的区别； 5、明确自感系数的定义，了解它的计算方法； 6、了解磁场的能量。

三、内容提要 1、法拉第电磁感应定律（1）公式：εφφεψφψφii d dtd dt d dt N N =-⇒=-=-=⇒⎡⎣⎢⎢⎢⎢为穿过回路所围面积的磁通量称作全磁通.（2）说明：a 、穿过导体回路所围面积的磁通变化，有多种原因；可能是磁场B 变化，也可能是线圈面积S 变化，还可能是 B 与 S 的夹角变化。

不论什么原因只要d dtφ不等于零，就有感应电动势产生。

b 、要明确理解感应电动势的“方向”。

感应电动势的方向问题是法拉第定律的重要组成部分。

但感应电动势本身是标量，所谓它的方向，实际是指它的正负，即感应电流相对于规定方向是正或是负。

严格地讲，应是非静电力的方向。

实际计算问题时，可只求数值，而由楞次定律判断方向。

2、楞次定律 （1）表述：感应电流所产生的效果总是反抗引起这些效果的原因。

第十四章 大学物理辅导 电磁感应～72～（2）说明：a 、楞次定律中说的引起感应电流的“原因”，可以是（1）线框内磁通量增加（例如B 的数值增大）；（2）导线运动；（3）线框转动，以及其他情况。

第十四讲楞次定律的应用自感日光灯的原理1．如何理解楞次定律楞次定律是确定电磁感应现象中，电路中感应电流方向的普遍规律，对于楞次定律，我们应该从如下几个方面进行理解：（1）感应电流产生的磁场不是阻碍原磁场，而是阻碍原磁场的变化．“阻碍”不能理解成“相反”，当原磁场增强时，这种“阻碍”表现为感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，而当原磁场减弱时，这种“阻碍”则表现为感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同．上述现象可用“增反减同”四个字概括．“阻碍”也不能理解成“阻止”，当原磁场减弱时，感应电流产生的磁场只能对原磁场起补偿作用，而穿过回路的磁通量却仍然是减少的．（2）电磁感应现象中，感应电流的能量（电能）不能无中生有，只能从其他形式的能量转化而来．外力克服磁场力做功，正是这个转化的量度．外力做功的表现就是外界因素以某种方式使穿过回路的磁通量发生变化，穿过回路的磁通量变化时必然遇到来自回路内部的“阻碍”，外界作用只有克服这种“阻碍”而维持磁通量的变化，才能够把能量输入到回路中去转化为电能。

回路内部的“阻碍”来源于感应电流以其自身的属性（磁场）对外界的反抗（反抗磁通量的变化）．因此，从能量转化守恒观点来认识电磁感应现象，其实质就是外界作用不断克服感应电流的反抗维持磁通量的变化而做功，从而把其它形式的能转化为电能的过程．2．如何理解楞次定律的另一种表述在楞次定律的另一种表述中，感应电流的原因可以是磁通量的变化，也可以是引起磁通量变化的机械效应（如相对运动或使回路发生形变）；感应电流的效果，既可以是感应电流所产生的磁场，也可以是因为感应电流而导致的机械作用（如磁场力等）．总之，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍磁通量的变化；从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动．3．楞次定律与右手定则的关系楞次定律与右手定则是一般与特殊的关系，一切电磁感应现象都符合楞次定律，而右手定则只适用于单纯由于部分导体切割磁感线所产生的电磁感应现象．对于由磁感应强度B 随时间变化所产生的电磁感应现象，只能应用楞次定律进行分析．对于由切割磁感线所产生的电磁感应现象，既可应用右手定则判断，也可应用楞次定律判断，一般情况下，应用右手定则判断会方便些．4．右手定则与左手定则的比较5．感应电动势方向的判断我们知道，感应电流是由感应电动势产生的，在闭合电路中，感应电流方向与感应电动势方向是一致的，所以应用楞次定律（或右手定则）也可以判定电路中感应电动势的方向．在应用楞次定律（或右手定则）判定不闭合电路中的感应电动势方向时，可以假设电路闭合，根据楞次定律（或右手定则）先判断出感应电流方向，进而判断出感应电动势的方向．6．对自感电动势的认识（1）自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化．当电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当电流减小时，自感电动势的方向与原来电流方向相同．“阻碍”’不是“阻止”，“阻碍”其实是“延缓”，使回路中原来的电流变化得缓慢一些．（2）自感电动势的大小：由导体本身及通过导体的电流改变快慢程度共同决定．在恒定电流电路中，只有在通、断电的瞬间才会发生自感现象．7．正确认识自感系数自感系数是描述导体（注意：不只限定是线圈）对通过本身的电流变化所起阻碍作用大小的一个物理量．与导体的电阻R、电容C一样，它也是导体本身的一种固有属性，其数值与导体中是否有电流，电流强度大小，电流是否发生变化均没有关系．当然，只有当通过导体的电流发生变化时，它的作用才显示出来．一般导体的自感系数通常比较小，当制成线圈时，自感系数将明显增大，实验与理论证明，线圈越粗、越长、单位长度上线圈匝数越多，自感系数越大，这就向我们提供了增加导体自感系数的途径8．日光灯的工作原理（1）如图所示，当开关闭合后，电源把电压加在起动器的两极之间，使氖气放电发出辉光．辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长，与静触片接触，电路导通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过．（2）电路接通后，起动器中氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路断开，镇流器中产生很高的自感电动势，方向与原来电压的方向相同，两者加在一起形成瞬时高电压，加在灯管两端，使灯管中气体开始放电，日光灯管成为电流的通路开始发光．例1 截面积匝的圆形线圈A，处在如图所示磁场内，磁感应强度随时间变化的规律是，开始时S未闭合．线圈内阻不计，求：（1）闭合S后，通过的电流大小和方向；（2）闭合S一段时间后又断开，问S切断后通过的电量是多少？分析与问答：根据法拉第电磁感应定律，圆环形线圈中由于磁感应强度变化所产生的感应电动势大小为根据全电路欧姆定律，当开关S闭合后通过的电流为由以上两式解得由题意可知，穿过线圈的磁通量均匀减小，根据楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向应竖直向下；再根据安培定则可知，线圈中感应电流的方向是顺时针方向，因此流过的电流方向是从上向下．（2）由上图可知，电容C和电阻并联，电压相等，即开关S闭合后过一段时间又断开，电容C放电，流经的电量为例2 如图所示，有一闭合的矩形导体框，框上M、N两点间连有一电压表，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，且框面与磁场方向垂直．当整个装置以速度v向右匀速平动时，M、N之间有无电势差？电压表的示数是多少？错解1：矩形导体框以速度v向右匀速平动，框内磁通量不发生变化，故没有感应电流，所以M、N之间也没有电势差，电压表的示数为零．错解2：矩形导体框以速度v向右平动，AB、CD和MN都在磁场中切割磁感线，产生感应电动势，其感应电动势的大小均为可见M、N两点间的电势差为BLv．由于电压表接在M、N之间，所以电压表的示数应为BLv。

第十四讲电磁感应中的图象问题【考点分解】图象问题是电磁感应的重要部分，高考考查频率非常高。

总的来讲，这部分题目大致可以分为以下几类：1．基于Φ(B)-t图象的电磁感应问题。

从图象各个时间段判断电磁感应的情况从而分析具体问题。

这类问题一般比较简单，注意电磁感应的条件、感应电动势的大小和方向。

2．导体做已知运动切割磁感线的图象问题。

这类问题比较难，特别注意分析各个阶段导体棒有效长度的变化特点，注意感应电流的方向。

3．与动力学相关的图象问题。

这类问题综合程度很高，从运动到电磁感应到受力再到运动。

要特别注意抓住一些特殊状态，静止、匀速和匀加速等。

4．从图象中读取运动信息的问题。

题目给出相关物体运动的某种图象，从图象特征中分析出物体运动的一些关键信息，从而找到一些临界。

这类题目要留意所给图象分几个阶段，找到每个阶段运动的特征。

1．一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图甲所示．磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则图所示的I－t图中正确的是()2．(2010·浙江高考)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒．则以下说法正确的是()A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末微粒回到了原来位置D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr2/d3．世界上海拔最高、线路最长的铁路是青藏铁路，为随时监控列车的运行情况，在青藏铁路上安装了一种电磁装置向控制中心传输信号，以确定火车的位置．有一种磁铁能产生匀强磁场，被安装在火车首节车厢下面，如图所示(俯视图)，当它经过安装在两铁轨之间的线圈时，便会产生一种电信号被控制中心接收到．当火车以恒定的速度通过线圈时，表示线圈两端的电压随时间变化的关系是图中的()4．如图所示，一个正方形单匝线圈abcd，边长为L，线圈每边的电阻均为R，以恒定速度v通过一个宽度为2L的匀强磁场区，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．下列A、B、C、D图中能正确反映ab两端电压U ab随时间t变化关系的是()5．(2011·安顺模拟)如右图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区为止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是下图中的()6．(2013课标Ⅰ,17,6分)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨。